具有夹角结构的纵振动变幅杆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于超声波变幅杆技术领域，特别涉及一种具有夹角结构的纵振动变幅 杆。
【背景技术】
[0002] 超声纵振动系统包括超声换能器、变幅杆及工具头，变幅杆又称聚能器或变速 杆，在超声技术中，特别是高声强超声设备的振动系统中是很重要的，广泛应用于功率超 声领域.超声变幅杆的主要作用是把机械振动的质点位移或速度放大，或者将超声能量聚 集到较小的面积上，即聚能作用。超声变幅杆根据其结构的不同可分为指数形变幅杆、阶 梯形变幅杆、悬链线形变幅杆、圆锥形变幅杆等，这些均属于直线型变幅杆。
[0003] 在有些应用场合如超声清洗中对于具有夹角的弯曲管子，若要清洗其内表面，传 统的直线型变幅杆就不能满足使用需求，或者有些应用场合，因直线方向空间有限，尺寸将 有所限制，但还需要纵振动系统导入声纵波，则可应用本发明的有夹角的结构的变幅杆。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中直线型变幅杆所存在的不足，本发明提供了一种带有夹角能 够实现纵振动传输方向变换的纵振动变幅杆。
[0005] 本发明实现上述目的所采用的技术方案是该变幅杆是由振动输入杆和振动输出 杆组成，振动输入杆和振动输出杆的中心轴之间的夹角为θ，90° > ΘΧΓ，设定自然坐 标沿着振动输入杆和振动输出杆的轴线方向，振动输入杆和振动输出杆的中心轴连接点为 原点，振动输入杆的输入端坐标为X 1= -I U振动输出杆的输出端坐标为X2= 12，在X = 0 处，振动元的纵向和横向位移、转角及其产生的纵向力和切向力、弯矩连续，同时振动输入 杆的输入端和振动输出杆的输出端满足自由边界：
【主权项】
1.ー种具有夹角结构的纵振动变幅杆，其特征在干：该变幅杆是由振动输入杆（I) 和振动输出杆（2)组成，振动输入杆（1)和振动输出杆（2)的中心轴之间的夹角为0， 90° > 0>〇°，设定自然坐标沿着振动输入杆（1)和振动输出杆（2)的轴线方向，振动输 入杆（1)和振动输出杆（2)的中心轴连接点为原点，振动输入杆（1)的输入端坐标为xl =-I1，振动输出杆⑵的输出端坐标为X2= 1 2，在X= 0处，振动元的纵向和横向位移、 转角及其产生的纵向カ和切向力、弯矩连续，同时振动输入杆（1)的输入端和振动输出杆 (2)的输出端满足自由边界：
ei为振动输入杆⑴的纵向位移，m;e2为振动输出杆⑵的纵向位移，m; n:为振动输入杆（1)的横向位移，m;n2为振动输出杆（2)的横向位移，m; 转角连续小:=小2 (2) 小i为振动输入杆（1)中以中心轴为基准的转角；小2为振动输出杆（2)中以中心轴线 为基准的转角；
N1为振动输入杆（1)中的纵向力，N;N2为振动输出杆（2)中的纵向力，N;Q振动输 入杆⑴中的切向力，N处为振动输出杆⑵中的切向力，N; 弯矩连-M1=M2 (4) M1为振动输入杆（1)中的弯矩，N?m;M2为振动输出杆（2)中的弯矩，N?m;
其中，Ii为振动输入杆（1)的长度，12是振动输出杆（2)的长度，k为纵波波数，1^为振 动输入杆⑴的输入端横波波数，k2为振动输出杆⑵的输出端横波波数，振动输入杆（1) 的横截面惯性矩I1=rタノもri为振动输入杆（1)的半径，Si为振动输入杆（1)的横截面 面积，振动输出杆（2)的横截面惯性矩I2=r22S2/4，r2为振动输出杆（2)的半径，S2为振动 输出杆⑵的横截面面积。
【专利摘要】本发明涉及一种具有夹角结构的纵振动变幅杆，其是由振动输入杆和振动输出杆组成，振动输入杆和振动输出杆的中心轴之间的夹角为θ，90°≥θ>0°，实现纵振动传输方向变换，能够满足各种特殊应用场合对于变幅杆的使用要求，填补了现有技术中的振动方向变换的空白，此外，本发明的纵振动变幅杆结构设计简单，更换拆装方便，适于大范围推广应用。
【IPC分类】B06B3-02
【公开号】CN104624467
【申请号】CN201510036387
【发明人】贺西平, 张海岛
【申请人】陕西师范大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月23日